TIPOS DE REVESTIMENTO DO ELETRODO E SUAS FUNÇÕES

Para a elaboração do revestimento são empregados ingredientes líquidos e sólidos. Os líquidos são geralmente o silicato de sódio e o silicato de potássio. Os sólidos são pós ou materiais granulados que podem ser encontrados livres na natureza, e necessitam apenas de concentração e redução de tamanho até o tamanho de partícula adequado. Outros materiais sólidos empregados são produzidos como resultado de reações químicas, tais como ligas ou outros compostos sintéticos complexos. O tamanho da partícula do material sólido é um fator importante46.

A estrutura física dos ingredientes do revestimento pode ser classificada como cristalina fibrosa ou amorfa (não cristalina). Materiais cristalinos como rutilo, quartzo e mica são comumente utilizados. O rutilo é a ocorrência natural do mineral dióxido de titânio (TiO2), e é largamente empregado no revestimento dos eletrodos. Materiais fibrosos como celulose, e materiais amorfos como sílica e outros compostos orgânicos são também ingredientes comuns dos revestimentos. As funções do revestimento são: proteção do metal de solda, a função mais importante do

revestimento é proteger o metal de solda do oxigênio e do nitrogênio do ar quando ele está sendo transferido através do arco, e enquanto está no estado líquido47.

A proteção é necessária para garantir que o metal de solda seja íntegro, livre de bolhas de gás, e tenha a resistência e a dutilidade adequadas. Às altas temperaturas do arco, o nitrogênio e o oxigênio prontamente se combinam com o ferro e formam nitretos de ferro e óxidos de ferro que, se presentes no metal de solda acima de certos valores mínimos, causarão fragilidade e porosidade. O nitrogênio é o mais relevante, visto que é difícil controlar seu efeito uma vez que ele tenha entrado no depósito de solda.

O oxigênio pode ser removido com o uso de desoxidantes adequados. Para evitar a contaminação da atmosfera o fluxo de metal fundido precisa ser protegido por gases que expulsem a atmosfera circundante do arco e do metal de solda fundido. Isso é conseguido usando-se no revestimento materiais que gerem gases e que se decomponham durante as atividades de soldagem e produzam a atmosfera protetora. Estabilização do arco - um arco estabilizado é aquele que abre facilmente, queima suavemente mesmo a baixas correntes e pode ser mantido empregando-se indiferentemente um arco longo ou um curto. Adição de elementos de liga ao metal de solda - uma variedade de elementos tais como cromo, níquel, molibdênio, vanádio e cobre podem ser adicionados ao metal de solda incluindo-os na composição do revestimento47.

É frequentemente necessário adicionar elementos de liga ao revestimento para balancear a perda esperada desses elementos da vareta durante a atividade de soldagem devido à volatilização e às reações químicas. Eletrodos de aço doce requerem pequenas quantidades de carbono, manganês e silício no depósito de solda para resultar em soldas íntegras com o nível desejado de resistência. Uma parte do carbono e do manganês provém da vareta, mas é necessário suplementá- la com ligas ferro-manganês e em alguns casos com adições de ligas ferro-silício no revestimento. Direcionamento do arco elétrico - o direcionamento do fluxo do arco elétrico é obtido com a cratera que se forma na ponta dos eletrodos. O uso de aglomerantes adequados assegura um revestimento consistente que manterá a cratera e dará uma penetração adicional e melhor direcionamento do arco elétrico47.

Função da escória como agente fluxante - a função da escória é (1) fornecer proteção adicional contra os contaminantes atmosféricos, (2) agir como purificadora e absorver impurezas que são levadas à superfície e ficam aprisionadas pela escória, e (3) reduzir a velocidade de resfriamento do metal fundido para permitir o escape de gases. A escória também controla o contorno, a uniformidade e a aparência geral do cordão de solda. Isso é particularmente importante

nas juntas em ângulo características da posição de soldagem - é a adição de certos ingredientes no revestimento, principalmente compostos de titânio, que tornam possível a soldagem fora de posição (posições vertical e sobrecabeça). As características da escória — principalmente a tensão superficial e a temperatura de solidificação — determinam fortemente a capacidade de um eletrodo ser empregado na soldagem fora de posição47. Controle da integridade do metal de solda - a porosidade ou os gases aprisionados no metal de solda podem ser controlados de uma maneira geral pela composição do revestimento.

É o balanço de certos ingredientes no revestimento que tem um efeito marcante na presença de gases aprisionados no metal de solda. O balanço adequado desses ingredientes é crítico para a integridade que pode ser obtida para o metal de solda. O ferro manganês é provavelmente o ingrediente mais comum utilizado para se conseguir a fórmula corretamente balanceada. Propriedades mecânicas específicas do metal de solda – propriedades mecânicas específicas podem ser incorporadas ao metal de solda por meio do revestimento. Altos valores de impacto a baixas temperaturas, alta dutilidade, e o aumento nas propriedades de escoamento e resistência mecânica podem ser obtidos pelas adições de elementos de liga ao revestimento49.

Isolamento da alma de aço o revestimento atua como um isolante de tal modo que a alma não causará curto-circuito durante a soldagem de chanfros profundos ou de aberturas estreitas; o revestimento também serve como proteção para o operador quando os eletrodos são trocados. Os tios de revestimento podem ser classificados como Celulósico, rutílico, básico, ácido. Mudando-se o tipo de revestimento sobre a alma do eletrodo, sem alterar a composição da alma, muda-se várias características do eletrodo, entre elas a soldabilidade, o perfil do cordão, a penetração da solda, quantidade e características dos respingos, entre outras. Os revestimentos Celulósicos apresentam as seguintes características, elevada produção de gases resultantes da combustão dos materiais orgânicos (principalmente a celulose); principais gases gerados: CO2, CO, H2, H2O (vapor); não devem ser ressecados; a atmosfera redutora formada protege o metal fundido; o alto nível de hidrogênio no metal de solda depositado impede o uso em estruturas muito restritas ou em materiais sujeitos a trincas por hidrogênio; alta penetração; pouca escória, facilmente destacável; muito utilizado em tubulações na progressão descendente; operando em CC+, obtém-se transferência do metal por gotas de tamanho muito pequenas comumente chamada de modo de transferência por spray49.

O revestimento rutílico apresenta as seguintes características, consumível de uso geral; revestimento apresenta até 50% de rutilo (TiO2); média penetração; escória de rápida solidificação,

facilmente destacável; o metal de solda pode apresentar um nível de hidrogênio alto (até 30 ml/100g); requer ressecagem a uma temperatura relativamente baixa, para que o metal de solda não apresente porosidades grosseiras.

O revestimento básico apresenta as seguintes características, geralmente apresenta as melhores propriedades mecânico-metalúrgicas entre todos os eletrodos, destacando-se a tenacidade; elevados teores de carbonato de cálcio e fluorita, gerando um metal de solda altamente desoxidado e com muito baixo nível de inclusões complexas de sulfetos e fosfetos; não opera bem em CA, quando o teor de fluorita é muito elevado; fluida e facilmente destacável; cordão de média penetração e perfil plano ou convexo; requer ressecagem a temperaturas relativamente altas; após algumas horas de contato com a atmosfera, requer ressecagem por ser altamente hidroscópico; existe também o revestimento comumente chamado de alto rendimento, neste Além dos elementos formadores de escória, estabilizantes e desoxidantes, é também adicionado do pó de Fe que é adicionado para melhorar a produtividade do processo49.